Giọt nước của mặt trăng: Khối lượng có làm thay đổi tốc độ rơi tự do không?

1 · Dự đoán

Trên Mặt trăng, một quả bóng có khối lượng 1kg và một quả bóng có khối lượng 6kg được thả cùng nhau từ cùng một độ cao, trong chân không không có lực cản của không khí. Cái nào tăng tốc nhanh hơn khi nó rơi?

• Quả bóng nặng hơn (6 kg) bay nhanh hơn
• Cả hai quả bóng đều tăng tốc với tốc độ như nhau
• Quả bóng nhẹ hơn (1 kg) tăng tốc nhanh hơn

2 · Thiết lập

1. Mở cài đặt trước Moon Drop. Lưu ý hai quả bóng: một quả nhẹ ( 1 kg) và một quả nặng ( 6 kg), được thả cùng nhau dưới lực hấp dẫn của Mặt Trăng (g = 1.6 m/s²).
2. Chọn lần lượt từng quả bóng và thiết lập khối lượng của nó trong bảng thuộc tính sao cho khớp với cột Khối lượng của bảng dữ liệu bên dưới trước mỗi lần chạy.
3. Thả cả hai quả bóng ra, tạm dừng mô phỏng tại thời điểm đã trôi qua được liệt kê trong cột Thời gian và đọc vận tốc đi xuống của quả bóng (vy) từ đầu dò.

3 · Thu thập dữ liệu

Vẽ đồ thị vy (trục y) theo khối lượng (trục x) bằng hàng 1 và 2. Sau đó vẽ đồ thị vy theo thời gian bằng hàng 2 và 3. Mỗi đồ thị có hình dạng gì và nó cho bạn biết điều gì về sự rơi tự do trên Mặt Trăng?

4 · Phân tích

1. Sử dụng các giá trị vy và khối lượng đã ghi, hãy tính động lượng p = mv cho mỗi hàng. Hiển thị công việc của bạn.
2. So sánh hàng 1 và 2 (cùng thời gian, khác khối lượng) và hàng 2 và 3 (cùng khối lượng, khác nhau về thời gian). Mỗi so sánh cho bạn biết vận tốc phụ thuộc như thế nào vào khối lượng theo thời gian?

5 · Gia hạn

1. Giải thích, sử dụng F = ma và trọng lượng = mg, tại sao một quả bóng nặng hơn không rơi nhanh hơn trên Mặt trăng - mặc dù trọng lực kéo nó với lực lớn hơn.
2. Nếu thí nghiệm tương tự này được thực hiện trên Trái đất bằng cách thả một chiếc lông vũ và một quả bóng bowling vào không khí, liệu bảng dữ liệu của bạn có giống nhau không? Tại sao hoặc tại sao không?

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

← Quay lại thử nghiệm